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圖解OpenFlow

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內容簡介

從Open Flow的概要入手,以OpenFlow1.0規范為核心,詳細講解了Open Flow的基本機制和結構。為了加深理解,還介紹了實際的設置示例,包括Open Flow中的LLDP和網絡虛擬化等。另外,還講解了從OpenFlow1.0到OpenFlow1.3.2之間版本的主要變化,以及Open Flow的注意事項和未來的發展動向。

晃通,早年就職於索尼公司,從事家庭網絡的通信技術開發。目前為Geek’’sPage博主(http://www.geekpage.jp/)。2011年獲阿爾法博客獎。著有《互聯網的形態》(歐姆社)等。

宮永直樹,專注於企業網絡設計和架構。2001年開始負責安全運營服務。2002~2006年在Interop Tokyo NOC團隊中負責Show Net的安全工作。目前主要負責數據中心網絡的需求定義和設計,以及Open Flow產品的銷售和解決方案。

岩田淳,專注於IP網、ATM、MPLS、CDN、廣域以太網、新一代互聯網(Open Flow/SDN)中的網絡控制和系統的研發,以及服務器系統中的節點虛擬化、I/O虛擬化的研發。曾就職於加利福尼亞大學洛杉磯分校、NECIP網絡事業部、Cloud System研究所,2013年4月調入信息?知識研究所。曾獲電子信息通信學會交換系統研究會研究獎和網絡系統研究會研究獎、Fuji Sankei Businessi.第26屆尖端技術大獎之產經新聞社獎、科學技術和經濟會第1屆技術經營創新獎。著有《廣域以太網技術概論》(電子信息通信學會)等。
 

目錄

第1章 OpenFlow概要  1
1.1 OpenFlow的發展歷程  2
1.1.1 OpenFlow的歷史  2
1.1.2 ONF  2
1.2 有效運用現有硬件,實現高效設計  4
1.3 所謂OpenFlow,具體是指什麼  5
1.3.1 OpenFlow的網絡構成示例  5
1.3.2 控制面和數據面的分離  5
1.3.3 控制面的構建方法  6
1.3.4 數據面的構建方法  7
1.3.5 OpenFlow控制器和OpenFlow通道  9
1.3.6 流表  10
1.4 控制器和交換機的基本動作  11
1.4.1 OpenFlow交換機的初始動作  11
1.4.2 Proactive模式設置  11
1.4.3 Reactive模式設置  11
1.5 OpenFlow的動作示例  14
1.5.1 動作示例1  14
1.5.2 動作示例2  15
1.5.3 動作示例3  15
1.5.4 其他動作示例  16
1.6 不斷變化的OpenFlow規范  17
1.6.1 OpenFlow 1.0版本以后快速變化的規范  17
1.6.2 實現OpenFlow 1.3標准化后  17
1.6.3 本書中對OpenFlow 1.1以上版本的說明  18
第2章 OpenFlow 1.0的機制  19
2.1 OpenFlow 1.0中的流表和流表項  20
2.2 流表項  22
2.2.1 頭字段  22
2.2.2 計數器  25
2.2.3 行動  26
2.3 行動  27
2.3.1 Forward行動  27
2.3.2 Drop行動  28
2.3.3 Enqueue行動(可選)  29
2.3.4 Modify-Field行動(可選)  29
2.4 控制器和交換機之間的消息  32
2.4.1 安全通道的建立  32
2.4.2 消息格式  32
2.4.3 安全通道的建立和初始設置  33
2.4.4 握手  35
2.4.5 Flow-Mod消息  39
2.4.6 Packet-In消息  45
2.4.7 Packet-Out消息  46
2.4.8 Port-Status消息  47
2.4.9 Flow-Removed消息  48
2.4.10 Error消息  49
2.4.11 Barrier消息  50
2.4.12 Echo消息  51
2.5 OpenFlow Switch Errata Version 1.0.1  53
2.6 新規范變化很大,需要注意  54
第3章 LLDP 和OpenFlow  55
3.1 LLDP和OpenFlow  56
3.2 LLDP的機制  58
3.2.1 在LLDP中使用的目標以太網地址  58
3.2.2 LLDP中使用的3 種組播以太網地址  59
3.2.3 LLDPDU格式  60
3.3 OpenFlow中有效使用LLDP的方法示例  62
3.3.1 事先准備  62
3.3.2 通過Packet-Out消息發送LLDP幀  63
3.3.3  通過Packet-In消息將LLDP幀發送至OpenFlow控制器  64
3.4 基於迪傑斯特拉算法的路徑計算  66
第4章 通過實現L2交換機的功能來學習OpenFlow  69
4.1 通過具體網絡設備的實現理解OpenFlow  70
4.2 中繼器HUB  71
4.2.1 該示例中的網絡構成  71
4.2.2 通過Proactive模式設置實現  71
4.2.3  將所有數據包Packet-In至OpenFlow控制器的方法  73
4.3 自學習橋接器  77
4.3.1 該示例中的網絡構成  77
4.3.2 使用OpenFlow 1.0挑戰自學習橋接器  78
4.3.3 監控ARP 並創建流表項  83
4.3.4 如果將PC A和PC B對調,結果會怎樣  89
4.3.5  通過發送源和目標以太網地址的配對進行管理的方法  90
4.3.6  在OpenFlow 1.1以上版本中實現自學習橋接器的方法  90
4.4 Tagged VLAN  92
4.4.1 該示例中的網絡構成  92
4.4.2 實現Tagged VLAN的設置(OpenFlow交換機1)  93
4.4.3 實現Tagged VLAN的設置(OpenFlow交換機2)  96
4.4.4 該示例中的注意事項  98
第5章 OpenFlow與虛擬化  99
5.1 服務器虛擬化和網絡虛擬化  100
5.1.1 服務器虛擬化  100
5.1.2 動態遷移  101
5.1.3 多租戶  102
5.1.4 網絡虛擬化  103
5.2 基於OpenFlow的網絡虛擬化的實現方法示例  105
5.2.1 使用VLAN ID的方法  105
5.2.2 使用物理端口/邏輯端口的方法  105
5.2.3 OpenFlow控制器的實現要點  106
5.2.4 其他方法  106
5.3 FlowVisor  107
5.3.1 FlowVisor概要  107
5.3.2  FlowVisor和OpenFlow控制器之間的OpenFlow通道  107
5.3.3 FlowVisor的串聯  108
5.3.4  FlowVisor和虛擬網絡  109
5.3.5 設置FlowVisor時的注意事項  110
第6章 通過用例考察OpenFlow  111
6.1 使用以太網地址的用戶管理  112
6.2 ECMP  114
6.2.1 該示例中的網絡構成  114
6.2.2 通過發送源地址區分時  115
6.2.3 通過TCP端口號區分時  116
6.2.4 輪詢方式  116
6.3 簡易負載均衡  117
6.4 選擇性端口映射  118
6.4.1 單純的端口映射  118
6.4.2 僅映射特定的TCP端口  119
6.4.3 OpenFlow 1.1的「組」和映射  120
6.4.4  從多個OpenFlow交換機持續進行選擇性映射並轉發至監控設備   120
6.5 重定向至安全產品  121
6.6 與虛擬路由近似的動作(多層交換機)  122
6.6.1 該示例中的網絡構成  122
6.6.2 同一子網內的數據包轉發處理  123
6.6.3 經過路由器的數據包轉發處理  123
6.6.4 作為虛擬路由器響應ARP請求  124
6.6.5 虛擬路由器使用ARP解決以太網地址  125
6.6.6 TTL 的處理  126
第7章 OpenFlow1.1  127
7.1 OpenFlow 1.1中的變更要點  128
7.2 匹配字段的變更  129
7.3 多流表規范的變更(流水線處理)  130
7.3.1 流水線處理  130
7.3.2 元數據  134
7.3.3 OpenFlow 1.1中的自學習橋接器的實現手法  135
7.4 指令  136
7.4.1 何謂指令  136
7.4.2 行動、行動集、行動列表、指令的區別  136
7.4.3 對行動的變更  137
7.5 組  139
7.5.1 組表  139
7.5.2 組表項  139
7.5.3 組類型  140
7.5.4 組的組  144
7.6 虛擬端口的擴展  145
7.7 TTL 字段操作  146
7.7.1 copy TTL inwards/copy TTL outwards  146
7.7.2 接收到包含非法TTL 值的數據包時的處理  147
7.7.3 不能實施TTL 的匹配  148
7.8 OpenFlow 1.1中其他的變更  149
7.8.1 支持MPLS標簽和VLAN 標簽的Push/Pop  149
7.8.2 OpenFlow混合交換機  149
7.8.3 支持SCTP  149
7.8.4 支持ECN  150
7.8.5 OpenFlow交換機和控制器之間連接名稱的變更  150
7.8.6 緊急事態流緩存的取消  151
7.8.7 Vendor消息名稱的變更  151
第8章 OpenFlow 1.2  153
8.1 OpenFlow 1.2中的變更點  154
8.2 OpenFlow eXtensible Match(OXM)  155
8.2.1 OXM TLV 的基本結構  155
8.2.2 匹配字段解析規范的取消和Pre-requisite  157
8.2.3 OXM匹配字段  158
8.2.4 OXM中的通配符  159
8.2.5 OXM TLV示例  160
8.2.6 基於OXM的Set-Field  162
8.2.7  取消TCP、UDP、SCTP、ICMP重載使用相同字段  162
8.3 支持基本的IPv6  163
8.4 支持多台控制器(故障轉移和負載均衡)  164
8.4.1 Role  164
8.4.2 Role變更  165
8.4.3 OpenFlow控制器之間的協作  165
8.5 OpenFlow 1.2中的其他變化  167
8.5.1 將虛擬端口分離為邏輯端口和保留端口  167
8.5.2  Flow-Mod的MODIFY/MODIFY_STRICT的規范變更  167
8.5.3 對實驗性擴展的支持  167
8.5.4 變更歷史記錄的添加  168
第9章 OpenFlow 1.3  169
9.1 OpenFlow 1.3中的變更要點  170
9.2 計量表(QoS支持)  171
9.3 Table-miss的默認動作改為Drop  173
9.3.1 Table-miss流表項  173
9.3.2 流表匹配流程的變更  173
9.4 OpenFlow 1.3中的其他變更  175
9.4.1  OpenFlow控制器和OpenFlow交換機之間的輔助連接  175
9.4.2  可以通過UDP、DTLS等與OpenFlow控制器進行通信  175
9.4.3 支持IPv6擴展頭  176
9.4.4 OXM 匹配字段的添加  176
9.4.5 支持PBB  176
9.4.6 多框架  177
9.4.7 從握手時的Features響應消息中刪除端口號  178
9.4.8 流表項構成要素的變更  178
9.5 OpenFlow 1.3.1和1.3.2  179
9.5.1 OpenFlow通道中版本協商的變更  179
9.5.2 建立與OpenFlow控制器之間的OpenFlow 通道  179
第10章 OpenFlow的注意事項  181
10.1 Packet-In消息的處理負載  182
10.1.1 控制面帶寬較窄導致的故障  183
10.1.2 Packet-In導致的消息延遲  183
10.2 匹配和流相關的注意事項  184
10.2.1 未發現TCP標志  184
10.2.2 並非數據包及幀的任意字段都可進行匹配  184
10.2.3 匹配字段的依賴關系  185
10.3 取決於實現的事項  187
10.3.1 流表項數量的上限  187
10.3.2  OpenFlow控制器可同時控制的OpenFlow交換機數量的上限   187
10.3.3 通過buffer_id表示的數據包未必保存着  187
10.3.4 OpenFlow通道斷開時的重新連接計時器  188
10.4 從下流發送Flow-Mod  189
10.5 Barrier消息和錯誤  190
10.5.1 Flow-Mod之后的Packet-Out  190
10.5.2 向不同的OpenFlow交換機發送Flow-Mod 消息和Packet-Out
    消息時  192
10.6 沒有檢測Packet-Out失敗的方法  194
10.7 IP 碎片處理  195
第11章 OpenFlow的未來 197
11.1 互通性驗證  198
11.1.1 OF-Test  198
11.1.2 PlugFest  198
11.1.3 2012 年進行的第1次PlugFest  198
11.1.4 第2次、第3次PlugFest  199
11.1.5 今后的課題  199
11.2 Northbound API  201
11.3 OF-CONFIG  202
附錄  203
附錄1 各版本的行動一覽  204
附錄1.1 OpenFlow 1.0的行動  204
附錄1.2 OpenFlow 1.1的行動  205
附錄1.3 OpenFlow 1.2的行動  206
附錄1.4 OpenFlow 1.3的行動  207
附錄2 各版本的消息一覽  209
附錄 2.1 OpenFlow 1.0的消息  209
附錄2.2 OpenFlow 1.1的消息  210
附錄2.3 OpenFlow 1.2的消息  211
附錄2.4 OpenFlow 1.3的消息  212
附錄3 OpenFlow 從1.0到1.3.2的變更之處  213
附錄3.1 行動集  213
附錄3.2 指令  213
附錄3.3 行動列表  213
附錄3.4 組表  214
附錄3.5 計量表  214
附錄3.6 行動  214
附錄4 參考文獻及URL  215
 

詳細資料

  • ISBN:9787115411259
  • 規格:218頁 / 普通級 / 1-1
  • 出版地:中國

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